小海在学习动滑轮后得知:动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小海思考:使用动滑轮时,若拉力F的方向没有保持竖直向上,而是存在一定的夹角(如图乙),那么在拉力不变时,能够拉起物体的重和夹角θ存在什么关系呢? 于是他设计了实验装置(如图甲),通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ,进行实验。测出θ角大小,用电子秤称出沙桶和沙子的总重。其中绳子重和摩擦忽略不计,获得实验数据如下表:
实验序号 | 重物A重力/牛 | 拉力与竖直方向夹角θ/度 | 沙桶和沙子总重/N |
① | 5 | 0 | 9 |
② | 5 | 30 | 7.2 |
③ | 5 | 45 | 6.1 |
④ | 5 | 60 | 4 |